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专题21 机械效率
知识点一有用功和额外功
演示：研究使用动滑轮是否省功
实验思路 直接用弹簧测力计将一个重物缓慢地提升一定的高度,弹簧测力计的拉力对重物做的功为;再用弹测为计通过一个动滑轮吊起重物,使重物上升相同的高度,弹簧测力计的拉力做的功为，比较和的大小
实验器 弹簧测力计、钩码、:直尺、细绳、动滑轮、铁架台
实验过程 (1)如图所示,用弹簧测力计匀速拉动钩码上升一定距离读出弹簧测力计的示数F,并记下钩码上升的高度。 (2)用弹簧测力计拉着动滑轮匀速上升,使钩码上升相同的高度,读出此时弹簧测力计的示数F和绳子自由端移动的距离,记人表格中。
实验过程 力移动的距离力做的功F=2Nh=0.2m=Fh=0.4J=1.2Ns=0.4m=3=0.48J
(3)更换钩码,进行多次实验
分析与论证 从表中记录的实验数据可以看出,使用动滑轮做的功比不使用动滑轮做的功多,这是因为在使用动滑轮提升物体时,拉力不但对物体做功,还要对动滑轮做功以及克服绳重及动滑轮上的摩擦做功,因此,>
实验结论 使用动滑轮不省功
拓展
对于使用机械做功的理解
(1)不考虑摩擦和机械的自重的机械，称为理想机械。在理想机械中，人们对机械做的功W=Fs与机械对物体做的功W'=Gh相等。
(2)考虑摩擦和机械的自重。在实际机械中，人们对机械所做的功W=Fs大于机械对物体所做的功W'=Gh,即W>W'。
(3)使用任何机械都不能省功，这是功的原理。功的原理对一切机械都适用，被誉为“机械的黄金定律”。
点拨
“不省功”有两层含义:其一是对于理想机械，使用机械所做的功跟不用机械所做的功相等;其二是对于非理想机械，使用机被要费功，功是指使用机械时,人们所做的功要大子不用机械而直接用手所做的功，多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦所做的功。
2.有用功、额外功和总功
(1)有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功叫作有用功，用W有用表示。有用功是为了达到某一目的而必须要做的功。
(2)额外功：若使用动滑轮提升重物，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用表示。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。
(3)总功：有用功与额外功之和是总共做的功，叫作总功，用表示，=+。总功指拉力做的功，即动力做的功，即=Fs。
注意
有用功和额外功并不是绝对的。例如，从井中提水，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功；如果桶掉井里了，为了把桶提上来，那么,对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。
例题：建筑工地上，起重机几分钟就能把所需的砖运送到楼顶，如果人使用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）
A．起重机的功率大，做功多
B．起重机的功率大，做功快
C．起重机的机械效率高，做的有用功多
D．起重机的机械效率高，做的额外功少
解：AB、使用起重机和滑轮组，将相同的砖送到楼顶，起重机的功率大，功率越大做功越快，故A错误，B正确；
CD、两种方式做的有用功相同，但不知道额外功大小关系，不能确定总功大小关系，也就不知道机械效率大小关系，故CD错误。
故选：B。
例题：《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业生产的综合性科技制作，蕴含了大量的物理知识，对下列场景所对应物理知识的分析错误的是（　　）
A．图甲，六桨客船：停止划水，船仍能前行是因为船有惯性
B．图乙，独轮推车：推独轮车没有推动时，推力小于摩擦力
C．图丙，制糖：往桶里加水，水对桶底的压强会逐渐变大
D．图丁，桔槔汲水：利用了杠杆原理，能省力但不能省功
解：A、停止划水，船仍能前进是因为具有惯性，故A正确；B、因为独轮车没有推动，所以处于静止状态，车受到平衡力的作用，所以水平方向的推力等于车所受的摩擦力，故B错误；C、往桶里加水，水的深度增加，由p=ρgh可知，水对桶底压强逐渐变大，故C正确；D、由图可知，用桔槔装水，运用了杠杆原理，使用任何机械都不能省功，还要多做额外功，故D正确。故选：B。
知识点二机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫作机械效率。
2.公式：η=
3.物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的物量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高；这个机械的性能越好。
4.功、功率与机械效率辨析
项目 功 功率 机械效率
物理意义 力的作用显示出的成效 做功的快慢 有用功在总场中所占的比例
概念 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 单位时间内做的功 有用功与总功的比值
符号 W P η
公式 W=Fs P= η=
关系 功率与功的关系是,但功率与机械效率无关
注意
(1)机械效率是有用功与总功之比。
(2)使用机械做功，不可避免地存在摩擦等，因此额外功是不可避免的，所以有用功总小于总功，机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示，如起重机的机械效率为40%~50%,抽水机的机械效率为60%~80%等。
(3)机械效率与功率是两个不同的概念，它们之间无直接关系。
5.机械效率的计算
对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：
项目 杠杆 滑轮组 斜面
竖放 横放
图示
有用功 提升重物所做的功=Gh 提升重物所做的功=Gh 克服物体与地面间的摩擦力所做的功= 提升重物所做的功=Gh
额外功 ①克服杠杆自身重力和摩擦力所做的功=- ②忽略摩擦时，克服杠杆自身重力做功为额外功 =H ①克服动滑轮自身重力、绳重、摩擦力所做的功=- ②忽略绳重和摩擦时，克服动滑轮自身重力做功为额外功=h 克服机械之间的摩擦力所做的功 =- 克服重物与斜面间的摩擦力所做的功 =-或 =
总功 对杠杆(动力F)所做的功=Fs 绳端拉力所做的功=Fs 绳端拉力所做的功=F 拉力所做的功=Fl
机械 效率 η== 1.η=== 2.不计绳重和摩擦 η== η=== η== η==
说明 s为拉力移动的距离，h为重物被提升的高度，H为杠杆重心上升的高度 s为绳子自由端移动的距离，h为重物被提升的高度，n为承担重物的绳子的段数 S绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体运动的距离，n为承担物体所受摩擦力的绳子的段数 h为斜面高度，1为斜面长度
点拨
一般情况下，使用各种机械的目的若是将物体举高，则人们克服物体重力所做的功是有用功，克服其他力所做的功是额外功，动力所做的功一定是总功。若是水平拉动物体，克服物体与水平面间摩擦力所做的功为有用功，动力所做的功为总功。
例题：关于功、功率、机械效率，下列说法不正确的是（　　）
A．功率大的机器，做功不一定多
B．做功快的机器，功率一定大
C．机械效率高的机械，所做的有用功一定越多
D．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高
解：A、由W=Pt可知，做功多少由于功率和做功时间有关，时间不确定无法比较做功多少，故A正确；
B、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，故B正确；
C、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高的机械，所做的有用功不一定多，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高，故D正确。
故选：C。
知识点三测量滑轮组的机械效率
1.实验：测量滑轮组的机械效率
实验 原理 η==
实验 器材 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组、弹簧测力计、钩码、刻度尺
实验 过程 (1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G,按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 (2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填人表格 (3)应用公式=Gh、=Fs、η=分别求出有用功、总功、机械效率η,并填入表格。 (4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验，如表格第1~3次实验。
实验 表格 实验序号1234钩码所受的重力G/N1.534.51.5提升高度h/m0.40.40.40.4有用功W有用/J0.61.21.80.6拉力FN0.71.21.70.6绳端移动的距离s/m1.21.21.22总功W/J0.841.442.041.2机械效率η71%83%88%50%
实验 分析 由1、2、3次实验可知,提升的钩码重力增加时,有用功增加额外功基本不变(克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变) η==可知,机械效率会升高。同一装置的械效率与被提升的物重有关，物重增大,机械效率升高。由1、4两次实验可知,使用两个滑轮组提升相同的钩码,做的有用功相同,但滑轮组丙的动滑轮个数多,所做的额外功多，由η=可知,当有用功相同时,额外功越多,机械效率越低,故滑轮组丙的机械效率小于滑轮组甲的机械效率
探究 归纳 ①同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的物重有关，物重增大，机械效率升高； ②机械效率还与机械装置本身有关，与其结构、轻巧程度以及润滑程度都有关系
◎拓展
η=的推导过程
实验中，如果滑轮组已经组装好，不用刻度尺测出s和h,也可以测出滑轮组的机械效率，其推导过程如下(n为承担工作负
荷的绳子段数):η====
注意
若用同一滑轮组提升相同的重物，在不计绳重和摩擦的情况下，只改变绕绳方式，由元可知，机械效率大小不变。
◎拓展
探究影响斜面机械效率的因素实验器材:桌面、木块、木板、小车、刻度尺、弹簧测力计、细绳等。
实验过程:①将木板用一木块垫起，使其倾斜程度较小，弹簧测力计沿斜面将小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，记下小车移动的距离s,并测出斜面的高度h,拉力F,如图12-4-7。②改变木板一端垫起的高度两次,使斜面较陡和最陡，重复实验过程，
实验记录:将数据记录在下表中，并计算后填入相关值，以下为某次实验的记录。
斜面的倾斜程 度 小车重力 GN 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功/J 总功/J 机械效率η
较缓 5 0.2 1.98 1 1 1.98 51%
较陡 5 0.4 2.92 1 2 2.92 68%
最陡 5 0.6 3.8 1 3 3.8 79%
得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率越高。
机械效率与哪些因素有关
（1）与动滑轮重力、绳重和各部分的摩擦有关()。
（2）与提升物体的重力有关，越大，η越高()。
（3）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、滑轮组绳子的绕法、提升物体的高度无关。
3.机械效率具有“可变性”
由公式：η=可知，如果该机械的额外功一定，有用功越大，机械效率η越高。比如用同一个滑轮组把一块巨石和一块较小石块提起相同的高度，前者的机械效率较高。由此可见，对同一个机械，它的机械效率也是可变的，而不是某一固定值。
4.提高机械效率的方法
(1)尽量减少额外功，采取减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。
(2)当额外功一定时，在机械能承受的范围内增加所做的有用功(如使用滑轮组提升物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量),充分发挥机械的作用。
注意
机械效率高低的判断方法
机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。①当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。②当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。③当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
例题：辘轳是从杠杆演变来的汲水工具。据《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。辘轳作为古代的简单机械，下列说法正确的是（　　）
A．将桶中的水尽量装满一些可以提高机械效率
B．使用更加沉重的木桶打水可以提高机械效率
C．更加快速的转动摇把打水可以提高机械效率
D．用现代技术改良可以将机械效率提高到100%
解：：A、取水时克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是额外功，将桶中的水尽量装满一些，可以增大有用功，能提高机械效率，故A正确；
B、在有用功不变时，增加水桶的质量可以增大额外功，则可以降低机械效率，故B错误；
C、增大转动摇把的速度，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功不变，因此机械效率不变，故C错误；
D、任何机械在使用过程中都会有额外功，特别是摩擦力做的功是无法避免的，因此通过现代科技改良后，辘轳的机械效率也不会达到100%，故D错误。
故选：A。
1．在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的250N推力，将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L为6m，斜面高h为1.5m。不计空气阻力，这一过程中（　　）
A．货物受到木板的摩擦力沿斜面向上
B．货物受到的摩擦力大小为100N
C．斜面可以省力也可以省功
D．小明所做的有用功为3600J
【答案】B
【解答】解：A、小明推着货物沿斜面向上运动，则货物受到木板的摩擦力沿斜面向下，故A错误；
BD、小明克服货物重力做的有用功为：
W有＝Gh＝600N×1.5m＝900J，
小明所做的总功为：
W总＝FL＝250N×6m＝1500J，
根据W总＝W有+W额可知，小明做的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝1500J﹣900J＝600J，
则物体受的摩擦力为：
f100N，故B正确、D错误；
C、由功的原理可知，使用斜面可以省力，但不能省功，故C错误。
故选：B。
2．如图所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，对于此图片提供的信息，下列说法正确的是（　　）
A．大木料下放置小圆木是为了增大摩擦
B．支架下垫有石块是为了增大地面所受的压强
C．工人使用的横杆相当于省力杠杆
D．抬起大木料的过程中使用横杆可以省功
【答案】C
【解答】解：A、大木料下放置小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故A错误；
B、支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故B错误；
C、横杆移动木料时，在使用过程中，动力臂大于阻力臂时，能够省力，相当于省力杠杆，故C正确；
D、使用任何机械都不能省功，故D错误。
故选：C。
3．如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其中所涉及的物理知识说法不正确的是（　　）
A．图甲：古人用桔槔提水既省力又省功
B．图乙：天坛圜丘利用了声音的反射
C．图丙：拔火罐利用了大气压
D．图丁：皮影戏利用了光的直线传播
【答案】A
【解答】解：A、任何机械都不能省功，如图丁，古人用桔槔提水可以省力但不能省功，故A错误；
B、天坛圜丘利用了声音的反射，圜丘顶层的天心石上说话时，回声与原声混在一起，声音得到加强，声音特别洪亮，故B正确；
C、罐子会吸附在皮肤上，是因为罐内气压小于外界的大气压，利用了大气压，故C正确；
D、皮影戏是利用了光沿直线传播，故D正确。
故选：A。
4．中国古代的“四大发明”影响了世界，来自“一带一路”沿线的20个国家的青年们，评选出了对人们的生活影响极大的中国“新四大发明”——高铁、支付宝、共享单车、网购。关于“新四大发明”，下列说法中正确的是（　　）
A．高铁站台设置黄色安全线，是为了避免乘客过于靠近运行中的列车被“吸”进轨道
B．支付盒子静止在水平桌面上时，它对水平桌面的压力和桌面对它的支持力相互平衡
C．骑共享单车上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，可以省功，因而上坡更容易
D．行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会停下，说明物体运动需要力来维持
【答案】A
【解答】解：A．人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的空气流速小，压强大，人受到外侧压强大于内侧受到的压强，受到向外的压力小于向内的压力，乘客在压力差的作用下容易被“吸”进轨道，设置黄色安全线可以避免，故A正确；
B．支付盒子静止于水平桌面上，它受到的重力和桌面对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上，它们是一对平衡力，使盒子平衡，而它对水平桌面的压力和桌面对它的支持力是一对相互作用力不能使盒子平衡，故B错误；
C．骑共享单车上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，利用斜面可以省力，但不能省功，故C错误；
D．力不是维持物体运动的原因，关闭电源后电动无人快递车会很快停下，是因为受到摩擦力的作用，是摩擦力改变了电动无人快递车的运动状态，故D错误。
故选：A。
5．如图所示是小明参加劳动实践活动的情景。下列说法正确的是（　　）
A．甲图：在木箱下垫上圆木可以减小接触面积来减小摩擦力
B．乙图：吸盘被压在墙上，吸盘受到的压力与墙对吸盘的弹力二力平衡
C．丙图：浇花的喷壶是利用流体的流速越大压强越小的原理工作的
D．丁图：利用斜面搬运货物可以省力，也可以省功
【答案】B
【解答】解：A.甲图中，在木箱下垫上圆木可以变滑动为滚动来减小摩擦力，故A错误；
B.乙图中，吸盘被压在墙上，水平方向吸盘受到的压力与墙对吸盘的弹力二力平衡，故B正确；
C.丙图中，浇花的喷壶是利用瓶内气体压强大于大气压原理工作的，故C错误；
D.丁图中，利用斜面搬运货物可以省力，不能省功，故D错误。
故选：B。
6．用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数F1＝5.5N，图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h，测力计示数F2＝10N。关于该实验，下列说法中错误的是（　　）
A．斜面可以省力，但不能省功
B．斜面可以省力，也可以省功
C．拉力F1做功为3.3J
D．拉力F2做功为3J
【答案】B
【解答】解：AB、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A正确、B错误；
C、由W＝Fs可知，拉力F1做功W1＝F1s＝5.5N×0.6m＝3.3J，故C正确；
D、拉力F2做功W2＝F2h＝10N×0.3m＝3J，故D正确。
故选：B。
7．中华文明源远流长，古人的智慧除四大发明以外，还有许多值得我们学习的机械。绞车是与辘轳相似的另一种机械，它从唐代起便被普遍应用，成为建筑、军事必备器械之一。如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（　　）
A．使用此装置可以省功
B．上方的滑轮可以改变力的方向
C．使用此装置可以省距离
D．绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
【答案】B
【解答】解：A、由功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以此装置不能省功，故A错误；
B、由图可知，上方的滑轮属于定滑轮，可以改变力的方向，故B正确；
C、轮轴的轮半径大于轴半径，使用时动力作用在轮上，省力但费距离，故C错误；
D、由图可知，绞车由上方的定滑轮及下面的轮轴组成，没有用到动滑轮，故D错误。
故选：B。
8．关于图中所示的四个物理情境，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中，人穿旱冰鞋推墙，人对墙的推力与墙对人的支持力是一对平衡力
B．图乙中，人用力推石头，石头未动，是因为人的推力小于石头受到的摩擦力
C．图丙中，人用水平推力推着车在水平地面上做匀速直线运动，人对车做了功
D．图丁中，人两次将相同的钩码提升相同高度，使用动滑轮不仅省力还能省功
【答案】C
【解答】解：A、图中人穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力作用在墙上，墙对她的作用力作用在人上，二力不是作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故A错误；
B、人用力推石头，石头未动，即石头处于静止状态，受到平衡力作用，所以人的推力等于石头受到的摩擦力，故B错误；
C、人用水平推力推着车在水平地面上做匀速直线运动，则车在水平推力的方向上移动了距离，所以推力对购物车做了功，故C正确；
D、使用动滑轮可以省力，动滑轮不能改变力的方向；使用任何机械都不能省功，省多少倍的力就要费多少倍的距离，这个结论叫功的原理，故D错误。
故选：C。
9．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则此过程中，下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙两滑轮组完成的额外功相同
D．F1做功的功率大于F2做功的功率
【答案】C
【解答】解：A、物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，由公式F（G+G动）可知，F1与F2的大小关系不能确定；
BC、已知物体上升的高度h相同，且物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由公式W有＝Gh，W额＝G动h可知，甲的有用功大于乙的有用功，两者的额外功相同，则拉力F1所做的总功较大，甲有用功占总功的比值大，即甲滑轮组的机械效率较高，故B错误、C正确；
D、由P可知，不知道做功时间，不能比较功率大小，故D错误。
故选：C。
10．如图所示是一种吊运设备提升物体的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该设备将物体A匀速竖直向上提升时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为200N，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体A时增大了640N。然后，将另一个物体B以0.2m/s的速度竖直向上提升时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为280N，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体B时增大了960N。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的重力为320N
B．动滑轮受到的重力为260N
C．滑轮组提升物体A的机械效率为80%
D．拉力F2做功的功率为56W
【答案】C
【解答】解：A、电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F2时，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体B时增大了960N，增大的拉力应等于物体B重力，即物体B受到的重力为960N，故A错误；
B、电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F1时，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体A时增大了640N，增大的拉力应等于物体A重力，即物体A受到的重力为640N；此时物重与拉力的比为3.2，故该滑轮组绳子股数为4；
不计绳的质量，根据F（G+G动）可知，动滑轮受到的重力为：
G动＝nF1﹣GA＝4×200N﹣640N＝160N，故B错误；
C、不计绳的质量，滑轮组提升物体A的机械效率为：
η100%＝80%，故C正确；
D、拉力F2做功的功率为：
PF2v'＝F2nv＝280N×4×0.2m/s＝224W，故D错误。
故选：C。
11．如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将9×103N的物体匀速吊起5m高，绳端拉力F为4×103N，下列说法正确的是（　　）
A．绳端移动的距离为10m
B．起重机做的有用功为9×104J
C．滑轮组的机械效率为75%
D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大
【答案】C
【解答】解：A、由图乙可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数n＝3，
则绳端移动的距离s＝3h＝3×5m＝15m，故A错误；
B、起重机做的有用功：，故B错误；
C、绳端拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：，故C正确；
D、功率是指做功的快慢，机械效率是指有用功占总功的比，二者之间没有关系，故让起重机做功的功率变大，其机械效率不变，故D错误。
故选：C。
12．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具是农民捣谷用的“舂”，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，则（　　）
A．舂相当于简单机械中的省力杠杆
B．不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C．每踩一次对碓头做的功是1800J
D．若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是15W
【答案】D
【解答】解：A、由图乙可知，OB小于OA，动力臂小于阻力臂，故舂相当于简单机械中的费力杠杆，A错误；
B、碓头的重力为G，OB为动力臂L2，脚对B点的力为F，OA为阻力臂L1，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，
有，
脚至少用150N的力才可以将碓头抬起，B错误；
C、每踩一次对碓头做的功，C错误；
D、设人每踩一次做的总功为W总，机械效率为η，则总功，
若1min将B踩下30次，则人做的总功W总’＝30×W总＝30×30J＝900J，
功率，D正确。
故选：D。
13．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc段粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体M从a点到c点过程中，绳子自由端移动的距离为15m
B．物体M从a点到c点过程中，拉力F做的总功为420J
C．物体M从ab段到bc段，滑轮组的机械效率不变
D．物体M从a点到c点过程中，克服摩擦力做功为815J
【答案】D
【解答】解：A、由图可知，n＝2，物体M从a点到c点过程中，绳子自由端移动的距离为s'＝ns＝n（sab+sbc）＝2×（2m+3m）＝10m，故A错误；
B、ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：
s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的功为：
W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J，故B错误；
C、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因100N大于60N，故可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机械效率为：
η；
动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，故滑轮组的机械效率变大，故C错误；
D、忽略绳重及摩擦，根据F（f+G动）可知，ab段物体M受到的摩擦力为：
f1＝nF1﹣G动＝2×60N﹣5N＝115N，
同理，bc段物体M受到的摩擦力为：
f2＝nF2﹣G动＝2×100N﹣5N＝195N，
则物体M从a点到c点过程中，克服摩擦力做功为：
W'＝f1sab+f2sbc＝115N×2m+195N×3m＝815J，故D正确。
故选：D。
14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在5s内竖直匀速上升了1m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体A上升的速度为0.5m/s
B．滑轮组的有用功为1000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解答】解：A、物体A上升的速度为：
v0.2m/s，故A错误；
B、滑轮组的有用功为：
W有＝Gh＝800N×1m＝800J，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，拉力F做的总功为：
W总＝（G+G动）h＝（800N+200N）×1m＝1000J，则拉力F的功率为：
P200W，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故D错误。
故选：D。
15．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。并架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　）
A．增大桶内的水量 B．增大滑轮的质量
C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力
【答案】A
【解答】解：A．增大桶内的水量，提升的水的高度不变时，做的有用功变大，额外功不变，由
可得，此时机械效率变大，故A正确；
B．图中滑轮为定滑轮，提水过程中，没有对滑轮做功，故增大滑轮的质量，无法改变滑轮提水的机械效率，故B错误；
C．机械效率与拉绳的速度无关，故C错误；
D．增大水桶的重力，提升的水的高度不变时，做的有用功不变，额外功变大，由
可得，此时机械效率变小，故D错误。
故选：A。
16．下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是（　　）
A．减小提升高度
B．增大提升速度
C．改用质量大的定滑轮
D．增大被提升物体的质量
【答案】D
【解答】解：AB．滑轮组的机械效率η，所以减少提升高度或增大提升速度，不能改变有用功和总功的比值，即滑轮组的机械效率不变，故AB不符合题意；
C．改用质量大的定滑轮，不能减小额外功，不能改变有用功和总功的比值，即滑轮组的机械效率不变，故C不符合题意；
D．增大被提升物体的质量，可以增加提升物体的重力，可以提高有用功，而额外功几乎不变，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。
故选：D。
17．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（AB＝OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
【答案】C
【解答】解：A.甲图：该装置是定滑轮，不省力也不省距离，故A正确，不符合题意；
B.乙图：该装置的机械效率比甲图的低，故B正确，不符合题意；
C.丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，重物G与杠杆重之和为阻力不变，动力臂与阻力臂之比为2：1，拉力F3不变，故C错误，符合题意；
D.若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意；
故选：C。
18．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
【答案】C
【解答】解：A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意；
B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意；
C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意；
D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。
故选：C。
（多选）19．某饭店利用传菜电梯将一楼厨房的菜品传至三楼餐厅。假设传菜电梯在上升或下降的过程中速度相同，下列说法正确的是（　　）
A．上升的过程中，电梯对菜品做的是额外功
B．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯做的功就越多
C．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯的功率就越大
D．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯的机械效率越高
【答案】BCD
【解答】解：A、上升的过程中，电梯的目的是提升物体，因而克服物体重力对菜品做的功是有用功，故A错误；
B、根据W＝Gh＝mgh，单次运送的菜品质量越大，传菜电梯做的功就越多，故B正确；
C、单次运送的菜品质量越大，总重力越大，传菜电梯的速度不变，因为P＝Fv＝Gv＝mgv，可知质量越大，功率越大，故C正确；
D、单次运送的菜品质量越大，传菜电梯的机械效率就越高，因为额外功一定，菜品质量越大，有用功越大，η所以机械效率越大，故D正确；
故选：BCD。
（多选）20．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的措施是（　　）
A．增大桶内的水量
B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度
D．减小轴筒与轴之间的摩擦
【答案】AD
【解答】解：
A、增大桶内的水量，有用功会变大，桶的重力不变，额外功不变，根据η可知，机械效率会变大，故A正确；
B、增大水桶的重力，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变大，根据η可知，机械效率会变小，故B错误；
C、根据η可知，增大转动的速度不会改变机械效率的大小，故C错误；
D、减小轴筒与轴之间的摩擦，可以减少额外功，根据η可知，机械效率会变大，故D正确。
故选：AD。
（多选）21．小明用滑轮组从井内提水，以下能够提高滑轮组机械效率的做法是（　　）
A．换用更重的桶 B．让桶尽量装满水
C．换用更轻的动滑轮 D．换用更轻的定滑轮
【答案】BC
【解答】解：A、用滑轮组从井内提水时，对桶做的功是额外功，则换用更重的桶会使得额外功增大，滑轮组的机械效率降低，故A不符合题意；
B、对水做的功是有用功，让桶尽量装满水，有用功增大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率变大，故B符合题意；
C、对动滑轮做的功是额外功，换用更轻的动滑轮，在有用功不变时，额外功减少，总功减小，则有用功与总功的比值增大，滑轮组的机械效率变大，故C符合题意；
D、使用滑轮组时不需要提升定滑轮，则换用更轻的定滑轮对机械效率无影响，故D不符合题意。
故选：BC。
（多选）22．如图所示，桔槔是我国古代的一种汲水工具。在竖立的架子上支起一根长直杆，直杆的一端用绳子悬挂水桶，另一端用绳子悬挂石块作为配重。人用力向下拉绳，将桶放入井内打水，松手后这桶水在配重的作用下被向上提起（不计摩擦和直杆自重）。下列关于桔槔说法正确的是（　　）
A．人向下拉绳时，该机械可以省力
B．将配重向右移，可以提起更重的水
C．水桶上升过程中，配重的重力势能增大
D．提取一桶水比提取半桶水的机械效率要高
【答案】ABD
【解答】解：A、根据题图可知：动力臂比阻力臂长，所以人向下拉绳时，该机械可以省力，故A正确；
B、将配重向右移，可以增大阻力臂，根据杠杆原理可知：可以提起更重的水，故B正确；
C、水桶上升过程中，配重下降，它的重力势能减小，故C错误；
D、对桶做的功是额外功，所以提取一桶水比提取半桶水的机械效率要高，故D正确。
故选：ABD。
（多选）23．小阳为了搬运重物，设计了如图所示的甲、乙两种不同的滑轮组，在相同时间内分别将两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率η甲＜η乙，忽略绳重和轮与轴之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．两滑轮组绳端移动的速度相等
B．甲滑轮组拉力的总功率比乙的大
C．两滑轮组绳子自由端的拉力F甲＜F乙
D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【答案】BD
【解答】解：
A、由图可知，甲滑轮组动滑轮上有三段绳子，即n甲＝3，乙滑轮组动滑轮上有两段绳子，即n乙＝2。根据v＝nv物（v是绳端移动速度，v物是物体移动速度），两物体匀速提升相同高度且时间相同，则物体移动速度v物相同，但n甲＞n乙，所以两滑轮组绳端移动的速度不相等，故A错误。
B、根据η，可得W总。因为GA＞GB，两物体提升高度h相同，η甲＜η乙，所以W总甲＞W总乙。又因为时间相同，根据P，可知甲滑轮组拉力的总功率比乙的大，故B正确。
C、甲滑轮组绳子段数n甲＝3，乙滑轮组绳子段数n甲＝2，但无法确定与的大小关系，即无法确定F甲与F乙的大小关系，故C错误。
D、忽略绳重和轮与轴之间的摩擦，根据F，η，可得G动G。因为GA＞GB，η甲＜η乙，所以G动甲＞G动乙，故D正确。
故选：BD。
（多选）24．工人通过如图所示装置在30s内将重为400N的物体匀速提高了3m，所用拉力为250N，每个滑轮均重为60N，下列说法正确的是（　　）
A．绳端移动的距离为9m
B．拉力做功的功率为25W
C．该装置的机械效率为80%
D．该过程克服绳重及摩擦所做的额外功为120J
【答案】CD
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×3m＝6m，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×6m＝1500J，拉力做功的功率：P50W，故B错误；
C、拉力做的有用功：W有＝Gh＝400N×3m＝1200J，滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%，故C正确；
D、总的额外功：W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J，克服动滑轮重力做的额外功：W动＝G动h＝60N×3m＝180J，则克服绳重及摩擦所做的额外功：Wf＝W额﹣W动＝300J﹣180J＝120J，故D正确。
故选：CD。
（多选）25．用弹簧测力计将钩码匀速地提升某一高度，运动中弹簧测力计的示数如图甲所示。如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速地提升到相同高度，运动中弹簧测力计的示数为1.2N，不计绳重和摩擦。则（　　）
A．甲图中拉力做的功等于乙图中的额外功
B．乙图中动滑轮的重为0.4N
C．乙图中动滑轮的机械效率为83.3%
D．适当增加乙图中钩码的重力，动滑轮的机械效率会降低
【答案】BC
【解答】解：A、甲图中拉力做的功为克服钩码重力做的功，相当于乙图中的有用功，故A错误；
B、由图甲可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，指针指在刻度线“2”的位置，因此示数是2N，即钩码重为G＝F甲＝2N；
动滑轮绳子股数为2，不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，乙图中动滑轮的重为：
G动＝nF﹣G＝2×1.2N﹣2N＝0.4N，故B正确；
C、乙图中动滑轮的机械效率为：
η100%≈83.3%，故C正确；
D、增加乙图中钩码的重力，做的有用功就变大，而额外功不变，因此机械效率变大，故D错误。
故选：BC。
（多选）26．小力用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升重为900N的物体C，如图所示。提升过程中，小力用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子，使物体C以0.4m/s的速度竖直匀速上升。小力质量为60kg，g取10N/kg。若不计绳重及轮与轴的摩擦下列说法正确的是（　　）
A．小力拉力的功率为200W
B．小力对地面的压力大小为100N
C．天花板受到滑轮A的拉力大小为1100N
D．提升物体C时滑轮组的机械效率为90%
【答案】BCD
【解答】解：A、由图可知，n＝2，小力拉力的功率为：
PFv'＝Fnv＝500N×2×0.4m/s＝400W，故A错误；
B、小力对地面的压力等于人的重力与绳的拉力之差，即F压＝G人﹣F＝m人g﹣F＝60kg×10N/kg﹣500N＝100N，故B正确；
C、不计绳重和摩擦时F（G+G动），则动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×500N﹣900N＝100N，
天花板受到滑轮A的拉力：F拉＝2F+G动＝2×500N+100N＝1100N，故C正确；
D、该滑轮组的机械效率为：
η100%＝90%，故D正确。
故选：BCD。
27．如图所示，装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100kg的货物，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中拉力F所做的功率为　22W　，滑轮组的机械效率是　91%　。（保留整数，g取10N/kg）
【答案】22W；91%。
【解答】解：由题意可知，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，则在此过程中装卸工人拉力做的功为：
W总＝Fs＝550N×2m＝1100J，
在此过程中拉力F所做的功率为：
，
货物重力为：
G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，
滑轮组的动滑轮绕绳子的段数为2段，货物上升的高度为：
，
克服货物重力所做的有用功为：
W有＝Gh＝1000N×1m＝1000J，
滑轮组的机械效率为：
。
故答案为：22W；91%。
28．为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以　省力　（选填“省力”“省功”或“省距离”）。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中推力做的功为　1600　J，克服人和轮椅重力做的功为　1200　J，楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为　0　J。斜面的机械效率为　75%　。
【答案】省力；1600；1200；0；75%
【解答】解：使用斜面可以省力，且高度一定时，斜面越长越省力。专用通道和楼梯都属于斜面，由图可知，专用通道更长，所以和直接上台阶相比较，沿专用通道可以省力，但费距离，同时由功的原理可知，使用任何机械都不省功；
推力所做的功，即总功：W总＝Fs＝200N×8m＝1600J，
克服人和轮椅重力做的功，即有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
斜面的机械效率：；
楼梯斜面的支持力垂直斜面向上，与轮椅移动的方向垂直，因此支持力对轮椅不做功，即做功为0J。
故答案为：省力；1600；1200；0；75%。
29．如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，且斜面的机械效率为80%，则箱子受到的摩擦力为　20　N。（g＝10N/kg）
【答案】20
【解答】解：克服箱子重力所做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×1.2m＝240J，
根据η可得，推力做的总功：W总300J，
克服物体所受摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝300J﹣240J＝60J，
由W额＝fs可得，物体所受的摩擦力：
20N。
故答案为：20。
30．某次作业中，工人将绳子自由端竖直向下匀速拉动4m后，重450N的重物被提升到施工平台处，该过程中工人拉力F恒为320N，则这次作业中工人的拉力做的有用功为　900　J，滑轮组的机械效率为　70.3　（结果精确到0.1%）%。
【答案】900；70.3。
【解答】解：由图可知，n＝2，重物上升的高度为：
h2m，
拉力做的有用功为：
W有＝Gh＝450N×2m＝900J；
该滑轮组的机械效率为：
η100%≈70.3%。
故答案为：900；70.3。
31．箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于高层建筑乘人或运载货物。假设早上的上班高峰，电梯从一楼开始上升时里面有很多乘客，在到达顶层的过程中有乘客在不同楼层陆续离开电梯，但始终没有再上新的乘客，则在电梯由一楼上升至顶层的过程中：电梯自身的重力势能将　变大　（选填“变大”、“变小”或“保持不变”）；作为一种特殊的运载机械，这一过程中其机械效率将　降低　（选填“提高”、“降低”或“保持不变”）。
【答案】变大；降低。
【解答】解：在电梯由一楼上升至顶层的过程中，高度变大，电梯自身的重力势能将变大，电梯上升过程中，克服乘客重力做功为有用功，克服电梯重做功为额外功，额外功一定的情况下，乘客重力越小，有用功越少，电梯效率将降低。
故答案为：变大；降低。
32．如图，辘轭是一种汲水工具，通过转动摇把使绳子在轴筒上叠绕，将水桶提起。使用该装置　不能　省功；将桶中的水尽量装满一些，　能　提高该装置的机械效率；若以更快的速度提升水桶，　不能　提高该装置的机械效率。（以上均选填“能/不能”）
【答案】不能；能；不能。
【解答】解：辘轳从井中汲水时相当于一个轮轴，可以省力，但不能省功；取水时克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是额外功，将桶中的水尽量装满一些，能提高机械效率。若以更快的速度提升水桶，不能提高该装置的机械效率。
故答案为：不能；能；不能。
33．如图，手握修枝剪刀的把手末端，可轻松剪断树枝。这时修枝剪刀属于　省力　杠杆，支点在　B　点；使用时，若在轴上加润滑油，可以　提高　（提高/降低）它的机械效率。
【答案】省力；B；提高。
【解答】解：剪刀属于杠杆，支点是B点，动力作用在A点，阻力作用在C点，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆；
使用时，若在轴上加润滑油，可以减小轴的摩擦，从而减小额外功，可以提高杠杆的机械效率。
故答案为：省力；B；提高。
34．如图，拉力F通过滑轮组将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。金属块上表面刚露出水面直至全部露出水面的过程中，该滑轮组的机械效率　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变大。
【解答】解：金属块上表面刚露出水面直至全部露出水面的过程中，排开水的体积变小，所受的浮力变小，匀速拉出时，金属块受到向上的拉力和浮力及向下重力的作用，三个力是平衡力，则拉力变大，相当于滑轮组提升的物重变大，所做的有用功变大，而额外功不变，根据机械效率公式可知，则机械效率变大。
故答案为：变大。
35．如图所示是某建筑公司的电动高空升降作业平台，其宽大的平台和较高的承载能力使高空作业范围更大。但是工作人员反应此类机器机械效率较低，主要原因是　机器提升起升架所做额外功较多　，若要提高该平台的机械效率，你认为可以采取什么措施？　增加工人及工具的重力（或加润滑油）　。
【答案】机器提升起升架所做额外功较多；增加工人及工具的重力（或加润滑油）。
【解答】解：此类机器的起升架笨重，机器提升起升架所做额外功较多，根据η100%知，机器的机械效率一般较低；
提高该平台的机械效率的措施：由于平台各器材不可替换，因此可以通过增加工人及工具的重力（或加润滑油）来提高该平台使用时的机械效率。
故答案为：机器提升起升架所做额外功较多；增加工人及工具的重力（或加润滑油）。
36．如图所示，利用功的原理来说明一下：盘山公路为什么要修成环山盘绕的样子，使上山的距离变长？
【答案】由功原理的Gh＝Fs，Gh不变，盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，s增大，F减小，故可以省力。
【解答】解：由功原理的Gh＝Fs，Gh不变，盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，s增大，F减小，故可以省力。
答：由功原理的Gh＝Fs，Gh不变，盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，s增大，F减小，故可以省力。
37．山区的公路修得盘旋曲折，延长了爬坡的距离，这样使上山的汽车减小了牵引力，请解释原因。
【答案】盘山公路相当于斜面，盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，就是在斜面高一定时，增加了斜面长，所以更省力，这样车辆向上行驶可以减小汽车所需牵引力。
【解答】解：盘山公路相当于斜面，盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，就是在斜面高一定时，增加了斜面长，所以更省力，这样车辆向上行驶可以减小汽车所需牵引力。
38．小明和小聪要把重100N的沙子运上三楼。图中画了三种办法，哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？
【答案】右边的做法使用动滑轮和口袋的办法最好，左边的做法的办法最不好，原因是右边的做法机械效率最高，左边的做法机械效率最低。
【解答】解：依据题意可知，将重100N的沙子从一楼运上三楼的过程中，所做的有用功相同，即W有＝G沙h＝100N×2×3m＝600J；
左边的做法直接用桶提着沙子上楼，其额外功为W额1＝（G人+G桶）h＝（400N+20N）×2×3m＝2520J；
中间的做法用动滑轮和桶时做的额外功W额2＝（G桶+G动）h＝（20N+10N）×2×3m＝180J；
右边的做法用动滑轮和口袋时做的额外功W额3＝（G袋+G动）h＝（5N+10N）×2×3m＝90J；
由η可知，W额越小，效率越高；
故右边的做法使用动滑轮和口袋的办法最好，左边的做法的办法最不好，原因是右边的做法机械效率最高，左边的做法机械效率最低。
故答案为：右边的做法使用动滑轮和口袋的办法最好，左边的做法的办法最不好，原因是右边的做法机械效率最高，左边的做法机械效率最低。
39．如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以　省力　，又可以改变施力的方向，若用它将900牛的物体匀速吊起5米高，拉力为400牛，则滑轮组的机械效率为　75%　。
【答案】省力；75%。
【解答】解：
（1）在图中的滑轮组中，使用下面的动滑轮可以省力，使用上面的定滑轮可以改变用力的方向，所以使用图中的滑轮组，即可以省力，也可以改变施力的方向；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×5m＝4500J；
由图知，承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动的距离：s＝3h＝3×5m＝15m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×15m＝6000J，
滑轮组的机械效率：
η100%＝75%。
故答案为：省力；75%。
40．我们生活在一个讲效率的现代社会中，做任何事都要求高效率。甚至，我们在学习时也注意提高学习效率，尤其是课堂效率。想一想，我们平常所说的效率与机械效率有什么相似之处？如何提高机械效率和学习效率？
【答案】我们平常所说的效率与机械效率的相似之处是都表示某一情境下有用的部分在总量中所占的百分比；机械效率是指有用功占总功的百分比，
学习效率是有效学习时间占总时间的百分比；
提高机械效率可以减小机械的自重、增大被提升物体的重力、减小摩擦等；提高学习效率应做到明确学习目标、集中精力不走神、采用合理的学习方法等。
【解答】答：我们平常所说的效率与机械效率的相似之处是都表示某一情境下有用的部分在总量中所占的百分比；机械效率是指有用功占总功的百分比，
学习效率是有效学习时间占总时间的百分比；
提高机械效率可以减小机械的自重、增大被提升物体的重力、减小摩擦等；提高学习效率应做到明确学习目标、集中精力不走神、采用合理的学习方法等。专题21机械效率
知识点一有用功和额外功
演示：研究使用动滑轮是否省功
实验思路 直接用弹簧测力计将一个重物缓慢地提升一定的高度,弹簧测力计的拉力对重物做的功为;再用弹测为计通过一个动滑轮吊起重物,使重物上升相同的高度,弹簧测力计的拉力做的功为，比较和的大小
实验器 弹簧测力计、钩码、:直尺、细绳、动滑轮、铁架台
实验过程 (1)如图所示,用弹簧测力计匀速拉动钩码上升一定距离读出弹簧测力计的示数F,并记下钩码上升的高度。 (2)用弹簧测力计拉着动滑轮匀速上升,使钩码上升相同的高度,读出此时弹簧测力计的示数F和绳子自由端移动的距离,记人表格中。
实验过程 力移动的距离力做的功F=2Nh=0.2m=Fh=0.4J=1.2Ns=0.4m=3=0.48J
(3)更换钩码,进行多次实验
分析与论证 从表中记录的实验数据可以看出,使用动滑轮做的功比不使用动滑轮做的功多,这是因为在使用动滑轮提升物体时,拉力不但对物体做功,还要对动滑轮做功以及克服绳重及动滑轮上的摩擦做功,因此,>
实验结论 使用动滑轮不省功
拓展
对于使用机械做功的理解
(1)不考虑摩擦和机械的自重的机械，称为理想机械。在理想机械中，人们对机械做的功W=Fs与机械对物体做的功W'=Gh相等。
(2)考虑摩擦和机械的自重。在实际机械中，人们对机械所做的功W=Fs大于机械对物体所做的功W'=Gh,即W>W'。
(3)使用任何机械都不能省功，这是功的原理。功的原理对一切机械都适用，被誉为“机械的黄金定律”。
点拨
“不省功”有两层含义:其一是对于理想机械，使用机械所做的功跟不用机械所做的功相等;其二是对于非理想机械，使用机被要费功，功是指使用机械时,人们所做的功要大子不用机械而直接用手所做的功，多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦所做的功。
2.有用功、额外功和总功
(1)有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功叫作有用功，用W有用表示。有用功是为了达到某一目的而必须要做的功。
(2)额外功：若使用动滑轮提升重物，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用表示。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。
(3)总功：有用功与额外功之和是总共做的功，叫作总功，用表示，=+。总功指拉力做的功，即动力做的功，即=Fs。
注意
有用功和额外功并不是绝对的。例如，从井中提水，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功；如果桶掉井里了，为了把桶提上来，那么,对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。
例题：建筑工地上，起重机几分钟就能把所需的砖运送到楼顶，如果人使用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）
A．起重机的功率大，做功多
B．起重机的功率大，做功快
C．起重机的机械效率高，做的有用功多
D．起重机的机械效率高，做的额外功少
例题：《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业生产的综合性科技制作，蕴含了大量的物理知识，对下列场景所对应物理知识的分析错误的是（　　）
A．图甲，六桨客船：停止划水，船仍能前行是因为船有惯性
B．图乙，独轮推车：推独轮车没有推动时，推力小于摩擦力
C．图丙，制糖：往桶里加水，水对桶底的压强会逐渐变大
D．图丁，桔槔汲水：利用了杠杆原理，能省力但不能省功
知识点二机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫作机械效率。
2.公式：η=
3.物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的物量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高；这个机械的性能越好。
4.功、功率与机械效率辨析
项目 功 功率 机械效率
物理意义 力的作用显示出的成效 做功的快慢 有用功在总场中所占的比例
概念 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 单位时间内做的功 有用功与总功的比值
符号 W P η
公式 W=Fs P= η=
关系 功率与功的关系是,但功率与机械效率无关
注意
(1)机械效率是有用功与总功之比。
(2)使用机械做功，不可避免地存在摩擦等，因此额外功是不可避免的，所以有用功总小于总功，机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示，如起重机的机械效率为40%~50%,抽水机的机械效率为60%~80%等。
(3)机械效率与功率是两个不同的概念，它们之间无直接关系。
5.机械效率的计算
对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：
项目 杠杆 滑轮组 斜面
竖放 横放
图示
有用功 提升重物所做的功=Gh 提升重物所做的功=Gh 克服物体与地面间的摩擦力所做的功= 提升重物所做的功=Gh
额外功 ①克服杠杆自身重力和摩擦力所做的功=- ②忽略摩擦时，克服杠杆自身重力做功为额外功 =H ①克服动滑轮自身重力、绳重、摩擦力所做的功=- ②忽略绳重和摩擦时，克服动滑轮自身重力做功为额外功=h 克服机械之间的摩擦力所做的功 =- 克服重物与斜面间的摩擦力所做的功 =-或 =
总功 对杠杆(动力F)所做的功=Fs 绳端拉力所做的功=Fs 绳端拉力所做的功=F 拉力所做的功=Fl
机械 效率 η== 1.η=== 2.不计绳重和摩擦 η== η=== η== η==
说明 s为拉力移动的距离，h为重物被提升的高度，H为杠杆重心上升的高度 s为绳子自由端移动的距离，h为重物被提升的高度，n为承担重物的绳子的段数 S绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体运动的距离，n为承担物体所受摩擦力的绳子的段数 h为斜面高度，1为斜面长度
点拨
一般情况下，使用各种机械的目的若是将物体举高，则人们克服物体重力所做的功是有用功，克服其他力所做的功是额外功，动力所做的功一定是总功。若是水平拉动物体，克服物体与水平面间摩擦力所做的功为有用功，动力所做的功为总功。
例题：关于功、功率、机械效率，下列说法不正确的是（　　）
A．功率大的机器，做功不一定多
B．做功快的机器，功率一定大
C．机械效率高的机械，所做的有用功一定越多
D．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高
知识点三测量滑轮组的机械效率
1.实验：测量滑轮组的机械效率
实验 原理 η==
实验 器材 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组、弹簧测力计、钩码、刻度尺
实验 过程 (1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G,按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 (2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填人表格 (3)应用公式=Gh、=Fs、η=分别求出有用功、总功、机械效率η,并填入表格。 (4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验，如表格第1~3次实验。
实验 表格 实验序号1234钩码所受的重力G/N1.534.51.5提升高度h/m0.40.40.40.4有用功W有用/J0.61.21.80.6拉力FN0.71.21.70.6绳端移动的距离s/m1.21.21.22总功W/J0.841.442.041.2机械效率η71%83%88%50%
实验 分析 由1、2、3次实验可知,提升的钩码重力增加时,有用功增加额外功基本不变(克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变) η==可知,机械效率会升高。同一装置的械效率与被提升的物重有关，物重增大,机械效率升高。由1、4两次实验可知,使用两个滑轮组提升相同的钩码,做的有用功相同,但滑轮组丙的动滑轮个数多,所做的额外功多，由η=可知,当有用功相同时,额外功越多,机械效率越低,故滑轮组丙的机械效率小于滑轮组甲的机械效率
探究 归纳 ①同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的物重有关，物重增大，机械效率升高； ②机械效率还与机械装置本身有关，与其结构、轻巧程度以及润滑程度都有关系
◎拓展
η=的推导过程
实验中，如果滑轮组已经组装好，不用刻度尺测出s和h,也可以测出滑轮组的机械效率，其推导过程如下(n为承担工作负
荷的绳子段数):η====
注意
若用同一滑轮组提升相同的重物，在不计绳重和摩擦的情况下，只改变绕绳方式，由元可知，机械效率大小不变。
◎拓展
探究影响斜面机械效率的因素实验器材:桌面、木块、木板、小车、刻度尺、弹簧测力计、细绳等。
实验过程:①将木板用一木块垫起，使其倾斜程度较小，弹簧测力计沿斜面将小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，记下小车移动的距离s,并测出斜面的高度h,拉力F,如图12-4-7。②改变木板一端垫起的高度两次,使斜面较陡和最陡，重复实验过程，
实验记录:将数据记录在下表中，并计算后填入相关值，以下为某次实验的记录。
斜面的倾斜程 度 小车重力 GN 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功/J 总功/J 机械效率η
较缓 5 0.2 1.98 1 1 1.98 51%
较陡 5 0.4 2.92 1 2 2.92 68%
最陡 5 0.6 3.8 1 3 3.8 79%
得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率越高。
机械效率与哪些因素有关
（1）与动滑轮重力、绳重和各部分的摩擦有关()。
（2）与提升物体的重力有关，越大，η越高()。
（3）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、滑轮组绳子的绕法、提升物体的高度无关。
3.机械效率具有“可变性”
由公式：η=可知，如果该机械的额外功一定，有用功越大，机械效率η越高。比如用同一个滑轮组把一块巨石和一块较小石块提起相同的高度，前者的机械效率较高。由此可见，对同一个机械，它的机械效率也是可变的，而不是某一固定值。
4.提高机械效率的方法
(1)尽量减少额外功，采取减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。
(2)当额外功一定时，在机械能承受的范围内增加所做的有用功(如使用滑轮组提升物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量),充分发挥机械的作用。
注意
机械效率高低的判断方法
机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。①当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。②当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。③当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
例题：辘轳是从杠杆演变来的汲水工具。据《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。辘轳作为古代的简单机械，下列说法正确的是（　　）
A．将桶中的水尽量装满一些可以提高机械效率
B．使用更加沉重的木桶打水可以提高机械效率
C．更加快速的转动摇把打水可以提高机械效率
D．用现代技术改良可以将机械效率提高到100%
1．在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的250N推力，将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L为6m，斜面高h为1.5m。不计空气阻力，这一过程中（　　）
A．货物受到木板的摩擦力沿斜面向上
B．货物受到的摩擦力大小为100N
C．斜面可以省力也可以省功
D．小明所做的有用功为3600J
2．如图所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，对于此图片提供的信息，下列说法正确的是（　　）
A．大木料下放置小圆木是为了增大摩擦
B．支架下垫有石块是为了增大地面所受的压强
C．工人使用的横杆相当于省力杠杆
D．抬起大木料的过程中使用横杆可以省功
3．如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其中所涉及的物理知识说法不正确的是（　　）
A．图甲：古人用桔槔提水既省力又省功
B．图乙：天坛圜丘利用了声音的反射
C．图丙：拔火罐利用了大气压
D．图丁：皮影戏利用了光的直线传播
4．中国古代的“四大发明”影响了世界，来自“一带一路”沿线的20个国家的青年们，评选出了对人们的生活影响极大的中国“新四大发明”——高铁、支付宝、共享单车、网购。关于“新四大发明”，下列说法中正确的是（　　）
A．高铁站台设置黄色安全线，是为了避免乘客过于靠近运行中的列车被“吸”进轨道
B．支付盒子静止在水平桌面上时，它对水平桌面的压力和桌面对它的支持力相互平衡
C．骑共享单车上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，可以省功，因而上坡更容易
D．行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会停下，说明物体运动需要力来维持
5．如图所示是小明参加劳动实践活动的情景。下列说法正确的是（　　）
A．甲图：在木箱下垫上圆木可以减小接触面积来减小摩擦力
B．乙图：吸盘被压在墙上，吸盘受到的压力与墙对吸盘的弹力二力平衡
C．丙图：浇花的喷壶是利用流体的流速越大压强越小的原理工作的
D．丁图：利用斜面搬运货物可以省力，也可以省功
6．用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数F1＝5.5N，图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h，测力计示数F2＝10N。关于该实验，下列说法中错误的是（　　）
A．斜面可以省力，但不能省功
B．斜面可以省力，也可以省功
C．拉力F1做功为3.3J
D．拉力F2做功为3J
7．中华文明源远流长，古人的智慧除四大发明以外，还有许多值得我们学习的机械。绞车是与辘轳相似的另一种机械，它从唐代起便被普遍应用，成为建筑、军事必备器械之一。如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（　　）
A．使用此装置可以省功
B．上方的滑轮可以改变力的方向
C．使用此装置可以省距离
D．绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
8．关于图中所示的四个物理情境，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中，人穿旱冰鞋推墙，人对墙的推力与墙对人的支持力是一对平衡力
B．图乙中，人用力推石头，石头未动，是因为人的推力小于石头受到的摩擦力
C．图丙中，人用水平推力推着车在水平地面上做匀速直线运动，人对车做了功
D．图丁中，人两次将相同的钩码提升相同高度，使用动滑轮不仅省力还能省功
9．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则此过程中，下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙两滑轮组完成的额外功相同
D．F1做功的功率大于F2做功的功率
10．如图所示是一种吊运设备提升物体的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该设备将物体A匀速竖直向上提升时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为200N，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体A时增大了640N。然后，将另一个物体B以0.2m/s的速度竖直向上提升时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为280N，吊运设备对横杆M点的拉力比不挂物体B时增大了960N。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的重力为320N
B．动滑轮受到的重力为260N
C．滑轮组提升物体A的机械效率为80%
D．拉力F2做功的功率为56W
11．如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将9×103N的物体匀速吊起5m高，绳端拉力F为4×103N，下列说法正确的是（　　）
A．绳端移动的距离为10m
B．起重机做的有用功为9×104J
C．滑轮组的机械效率为75%
D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大
12．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具是农民捣谷用的“舂”，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，则（　　）
A．舂相当于简单机械中的省力杠杆
B．不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C．每踩一次对碓头做的功是1800J
D．若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是15W
13．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc段粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体M从a点到c点过程中，绳子自由端移动的距离为15m
B．物体M从a点到c点过程中，拉力F做的总功为420J
C．物体M从ab段到bc段，滑轮组的机械效率不变
D．物体M从a点到c点过程中，克服摩擦力做功为815J
14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在5s内竖直匀速上升了1m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体A上升的速度为0.5m/s
B．滑轮组的有用功为1000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
15．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。并架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　）
A．增大桶内的水量 B．增大滑轮的质量
C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力
16．下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是（　　）
A．减小提升高度
B．增大提升速度
C．改用质量大的定滑轮
D．增大被提升物体的质量
17．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（AB＝OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
18．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
（多选）19．某饭店利用传菜电梯将一楼厨房的菜品传至三楼餐厅。假设传菜电梯在上升或下降的过程中速度相同，下列说法正确的是（　　）
A．上升的过程中，电梯对菜品做的是额外功
B．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯做的功就越多
C．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯的功率就越大
D．单次运送的菜品质量越大，传菜电梯的机械效率越高
（多选）20．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的措施是（　　）
A．增大桶内的水量
B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度
D．减小轴筒与轴之间的摩擦
（多选）21．小明用滑轮组从井内提水，以下能够提高滑轮组机械效率的做法是（　　）
A．换用更重的桶 B．让桶尽量装满水
C．换用更轻的动滑轮 D．换用更轻的定滑轮
（多选）22．如图所示，桔槔是我国古代的一种汲水工具。在竖立的架子上支起一根长直杆，直杆的一端用绳子悬挂水桶，另一端用绳子悬挂石块作为配重。人用力向下拉绳，将桶放入井内打水，松手后这桶水在配重的作用下被向上提起（不计摩擦和直杆自重）。下列关于桔槔说法正确的是（　　）
A．人向下拉绳时，该机械可以省力
B．将配重向右移，可以提起更重的水
C．水桶上升过程中，配重的重力势能增大
D．提取一桶水比提取半桶水的机械效率要高
（多选）23．小阳为了搬运重物，设计了如图所示的甲、乙两种不同的滑轮组，在相同时间内分别将两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率η甲＜η乙，忽略绳重和轮与轴之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．两滑轮组绳端移动的速度相等
B．甲滑轮组拉力的总功率比乙的大
C．两滑轮组绳子自由端的拉力F甲＜F乙
D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重
（多选）24．工人通过如图所示装置在30s内将重为400N的物体匀速提高了3m，所用拉力为250N，每个滑轮均重为60N，下列说法正确的是（　　）
A．绳端移动的距离为9m
B．拉力做功的功率为25W
C．该装置的机械效率为80%
D．该过程克服绳重及摩擦所做的额外功为120J
（多选）25．用弹簧测力计将钩码匀速地提升某一高度，运动中弹簧测力计的示数如图甲所示。如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速地提升到相同高度，运动中弹簧测力计的示数为1.2N，不计绳重和摩擦。则（　　）
A．甲图中拉力做的功等于乙图中的额外功
B．乙图中动滑轮的重为0.4N
C．乙图中动滑轮的机械效率为83.3%
D．适当增加乙图中钩码的重力，动滑轮的机械效率会降低
（多选）26．小力用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升重为900N的物体C，如图所示。提升过程中，小力用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子，使物体C以0.4m/s的速度竖直匀速上升。小力质量为60kg，g取10N/kg。若不计绳重及轮与轴的摩擦下列说法正确的是（　　）
A．小力拉力的功率为200W
B．小力对地面的压力大小为100N
C．天花板受到滑轮A的拉力大小为1100N
D．提升物体C时滑轮组的机械效率为90%
27．如图所示，装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100kg的货物，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中拉力F所做的功率为　　，滑轮组的机械效率是　　。（保留整数，g取10N/kg）
28．为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以　　（选填“省力”“省功”或“省距离”）。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中推力做的功为　　J，克服人和轮椅重力做的功为　　J，楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为　　J。斜面的机械效率为　　。
29．如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，且斜面的机械效率为80%，则箱子受到的摩擦力为　　N。（g＝10N/kg）
30．某次作业中，工人将绳子自由端竖直向下匀速拉动4m后，重450N的重物被提升到施工平台处，该过程中工人拉力F恒为320N，则这次作业中工人的拉力做的有用功为　　J，滑轮组的机械效率为　　（结果精确到0.1%）%。
31．箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于高层建筑乘人或运载货物。假设早上的上班高峰，电梯从一楼开始上升时里面有很多乘客，在到达顶层的过程中有乘客在不同楼层陆续离开电梯，但始终没有再上新的乘客，则在电梯由一楼上升至顶层的过程中：电梯自身的重力势能将　　（选填“变大”、“变小”或“保持不变”）；作为一种特殊的运载机械，这一过程中其机械效率将　　（选填“提高”、“降低”或“保持不变”）。
32．如图，辘轭是一种汲水工具，通过转动摇把使绳子在轴筒上叠绕，将水桶提起。使用该装置　　省功；将桶中的水尽量装满一些，　　提高该装置的机械效率；若以更快的速度提升水桶，　　提高该装置的机械效率。（以上均选填“能/不能”）
33．如图，手握修枝剪刀的把手末端，可轻松剪断树枝。这时修枝剪刀属于　　杠杆，支点在　　点；使用时，若在轴上加润滑油，可以　　（提高/降低）它的机械效率。
34．如图，拉力F通过滑轮组将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。金属块上表面刚露出水面直至全部露出水面的过程中，该滑轮组的机械效率　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
35．如图所示是某建筑公司的电动高空升降作业平台，其宽大的平台和较高的承载能力使高空作业范围更大。但是工作人员反应此类机器机械效率较低，主要原因是　　，若要提高该平台的机械效率，你认为可以采取什么措施？　　。
36．如图所示，利用功的原理来说明一下：盘山公路为什么要修成环山盘绕的样子，使上山的距离变长？
37．山区的公路修得盘旋曲折，延长了爬坡的距离，这样使上山的汽车减小了牵引力，请解释原因。
38．小明和小聪要把重100N的沙子运上三楼。图中画了三种办法，哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？
39．如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以　　，又可以改变施力的方向，若用它将900牛的物体匀速吊起5米高，拉力为400牛，则滑轮组的机械效率为　　。
40．我们生活在一个讲效率的现代社会中，做任何事都要求高效率。甚至，我们在学习时也注意提高学习效率，尤其是课堂效率。想一想，我们平常所说的效率与机械效率有什么相似之处？如何提高机械效率和学习效率？

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